Cloudflare D1実践ガイド：サーバーレスSQLiteで実現する高速Webアプリケーション開発

無料枠（開発・小規模用途向け）:
- 5 GB のストレージ
- 5,000,000 回の読み取りリクエスト/月
- 100,000 回の書き込みリクエスト/月

有料プラン:
- $0.75/GB のストレージ/月
- $0.001/10,000 読み取りリクエスト
- $0.001/1,000 書き込みリクエスト

// Cloudflare Worker内でD1を使用
export default {
  async fetch(request, env) {
    // D1データベースへのクエリ
    const { results } = await env.DB.prepare(
      "SELECT * FROM users WHERE email = ?"
    ).bind("user@example.com").all();

    return new Response(JSON.stringify(results));
  }
}

// Wrangler CLIをグローバルインストール
npm install -g wrangler

// Cloudflareアカウントにログイン
wrangler login

// バージョン確認
wrangler --version

// 新しいWorkerプロジェクトを作成
wrangler init my-d1-app

// プロジェクトディレクトリに移動
cd my-d1-app

// D1データベースを作成
wrangler d1 create my-database

// 出力されたdatabase_idを確認
// 例: database_id: abc123def456...

name = "my-d1-app"
main = "src/index.js"
compatibility_date = "2023-12-01"

[[d1_databases]]
binding = "DB" // Worker内で使用する変数名
database_name = "my-database"
database_id = "abc123def456..." // Step 3で取得したID

// schema.sqlファイルを作成
CREATE TABLE IF NOT EXISTS users (
  id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
  email TEXT NOT NULL UNIQUE,
  name TEXT NOT NULL,
  created_at DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);

CREATE INDEX idx_users_email ON users(email);

// ローカル環境でマイグレーション
wrangler d1 execute my-database --local --file=./schema.sql

// 本番環境でマイグレーション
wrangler d1 execute my-database --remote --file=./schema.sql

export default {
  async fetch(request, env) {
    const url = new URL(request.url);
    const path = url.pathname;

    // CREATE: 新規ユーザー作成
    if (path === "/users" && request.method === "POST") {
      const { email, name } = await request.json();

      const { success } = await env.DB.prepare(
        "INSERT INTO users (email, name) VALUES (?, ?)"
      ).bind(email, name).run();

      return new Response(
        JSON.stringify({ success }),
        { headers: { "Content-Type": "application/json" } }
      );
    }

    // READ: ユーザー一覧取得
    if (path === "/users" && request.method === "GET") {
      const { results } = await env.DB.prepare(
        "SELECT * FROM users ORDER BY created_at DESC LIMIT 10"
      ).all();

      return new Response(JSON.stringify(results));
    }

    // UPDATE: ユーザー情報更新
    if (path.startsWith("/users/") && request.method === "PUT") {
      const id = path.split("/")[2];
      const { name } = await request.json();

      await env.DB.prepare(
        "UPDATE users SET name = ? WHERE id = ?"
      ).bind(name, id).run();

      return new Response(JSON.stringify({ updated: true }));
    }

    // DELETE: ユーザー削除
    if (path.startsWith("/users/") && request.method === "DELETE") {
      const id = path.split("/")[2];

      await env.DB.prepare(
        "DELETE FROM users WHERE id = ?"
      ).bind(id).run();

      return new Response(JSON.stringify({ deleted: true }));
    }

    return new Response("Not Found", { status: 404 });
  }
}

// 複数のクエリをアトミックに実行
async function createUserWithProfile(env, userData, profileData) {
  const batch = [
    env.DB.prepare(
      "INSERT INTO users (email, name) VALUES (?, ?)"
    ).bind(userData.email, userData.name),

    env.DB.prepare(
      "INSERT INTO profiles (user_id, bio) VALUES (last_insert_rowid(), ?)"
    ).bind(profileData.bio)
  ];

  // バッチ実行（すべて成功するか、すべて失敗）
  const results = await env.DB.batch(batch);
  return results;
}

async function safeQuery(db, query, params) {
  try {
    const stmt = db.prepare(query);
    const bound = params.reduce((s, p) => s.bind(p), stmt);
    return await bound.all();
  } catch (error) {
    console.error("Database error:", error);

    // エラーの種類に応じた処理
    if (error.message.includes("UNIQUE constraint")) {
      throw new Error("Duplicate entry");
    }

    throw new Error("Database operation failed");
  }
}

// 頻繁に検索するカラムにインデックス
CREATE INDEX idx_users_email ON users(email);
CREATE INDEX idx_users_created_at ON users(created_at DESC);

// 複合インデックス（複数カラムでの検索）
CREATE INDEX idx_orders_user_status
ON orders(user_id, status);

// 部分インデックス（条件付きインデックス）
CREATE INDEX idx_active_users
ON users(email) WHERE active = 1;

// ❌ 悪い例：N+1問題
async function getUsersWithOrders(env) {
  const users = await env.DB.prepare("SELECT * FROM users").all();

  for (const user of users.results) {
    user.orders = await env.DB.prepare(
      "SELECT * FROM orders WHERE user_id = ?"
    ).bind(user.id).all();
  }

  return users;
}

// ✅ 良い例：JOINを使用
async function getUsersWithOrders(env) {
  const { results } = await env.DB.prepare(`
    SELECT
      u.id, u.name, u.email,
      o.id as order_id, o.total, o.status
    FROM users u
    LEFT JOIN orders o ON u.id = o.user_id
    ORDER BY u.id, o.created_at DESC
  `).all();

  return results;
}

async function getCachedUsers(request, env) {
  const cache = caches.default;
  const cacheKey = new Request(request.url, request);

  // キャッシュチェック
  let response = await cache.match(cacheKey);

  if (!response) {
    // キャッシュミス：データベースから取得
    const { results } = await env.DB.prepare(
      "SELECT * FROM users WHERE active = 1"
    ).all();

    response = new Response(JSON.stringify(results), {
      headers: {
        "Content-Type": "application/json",
        "Cache-Control": "public, max-age=300" // 5分間キャッシュ
      }
    });

    // キャッシュに保存
    await cache.put(cacheKey, response.clone());
  }

  return response;
}

export default {
  async fetch(request, env, ctx) {
    const startTime = Date.now();

    try {
      // データベース操作
      const result = await env.DB.prepare(
        "SELECT * FROM users WHERE id = ?"
      ).bind(request.params.id).first();

      // メトリクス記録
      const duration = Date.now() - startTime;
      ctx.waitUntil(
        logMetrics(env, {
          endpoint: request.url,
          duration,
          status: "success"
        })
      );

      return new Response(JSON.stringify(result));

    } catch (error) {
      // エラー記録
      ctx.waitUntil(
        logError(env, {
          endpoint: request.url,
          error: error.message,
          stack: error.stack
        })
      );

      return new Response("Internal Server Error", { status: 500 });
    }
  }
}

async function logMetrics(env, metrics) {
  await env.METRICS_DB.prepare(
    "INSERT INTO metrics (endpoint, duration, status, timestamp) VALUES (?, ?, ?, ?)"
  ).bind(
    metrics.endpoint,
    metrics.duration,
    metrics.status,
    new Date().toISOString()
  ).run();
}

// データベースのエクスポート
wrangler d1 export my-database --output=backup.sql

// バックアップからの復元
wrangler d1 execute my-database --file=backup.sql